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大規模実世界時空間データストリーム処理のための高度検索・発見技術の展開

研究課題

研究課題/領域番号 18K19771
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分60:情報科学、情報工学およびその関連分野
研究機関北海道大学

研究代表者

有村 博紀  北海道大学, 情報科学研究院, 教授 (20222763)

研究分担者 トーマス ツォイクマン  北海道大学, 情報科学研究院, 教授 (60374609)
喜田 拓也  北海学園大学, 工学部, 教授 (70343316)
研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2019年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードストリームデータ処理 / データマイニング / 情報検索 / 多重性 / 文脈性 / 複雑パターン / 並列ソルバー / 大規模並列列挙 / 大規模知識処理 / 大規模列挙
研究成果の概要

本研究では,多様で膨大な実世界時空間ストリームデータに対する高速大規模処理の基盤技術として,複雑なパターンに対する検索・計数・発見技術の研究開発を行なった。研究代表者の有村が高速パターン検索・発見技術の研究開発を,研究分担者のツォイクマンと有村が多重ストリーム処理と知識発見の理論の構築を,連携研究者のジョーダンと有村が大規模並列計算と確率的計算手法の開発を担当し,相互に協力つつ研究を遂行した。実世界時空間ストリーム処理に対応して、アルゴリズムの高速性と低メモリ性に加え,適応性・文脈性・多重性に焦点を当てて研究し、各テーマの成果をライブラリとして実装し,理論解析,実装評価を並行して進めた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

2020年代に到来すると予測される「1兆センサー社会」に向けて、大量非構造データの効率良い処理は、重要な課題となっている。本研究では、離散構造処理と大規模ストリーム処理技術を融合することで、実応用で求められる複雑な構造パターンに対する検索・発見処理のための超高速アルゴリズムの実現に挑戦し,その構成原理と可能性を明らかにする。これは、多数センサーからの生成と、ネットワーク上の流通とオンライン処理、人工知能技術をもちいた高度知識処理による人間・社会・組織に有用な知識の生成に至る大量非構造データのライフサイクル全体を支える基盤技術の開発につながるものであり、今後の高度情報社会に貢献する。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (19件) (うち国際共著 7件、 査読あり 19件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 1件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] National University of Singapore(シンガポール)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] On the amount of nonconstructivity in learning formal languages from text2020

    • 著者名/発表者名
      Jain Sanjay、Stephan Frank、Zeugmann Thomas
    • 雑誌名

      Information and Computation

      巻: 104668 ページ: 104668-104668

    • DOI

      10.1016/j.ic.2020.104668

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] On the Interplay Between Inductive Inference of Recursive Functions, Complexity Theory and Recursive Numberings2020

    • 著者名/発表者名
      Zeugmann Thomas
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 12098 ページ: 124-136

    • DOI

      10.1007/978-3-030-51466-2_11

    • ISBN
      9783030514655, 9783030514662
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ordered Counterfactual Explanation by Mixed-Integer Linear Optimization2020

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Kanamori, Takuya Takagi, Ken Kobayashi, Yuichi Ike, Kento Uemura, Hiroki Arimura
    • 雑誌名

      35th Conference on Aritificial Intelligence (AAAI 2021)

      巻: -

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] DACE: Distribution-Aware Counterfactual Explanation by Mixed-Integer Linear Optimization2020

    • 著者名/発表者名
      Kanamori Kentaro、Takagi Takuya、Kobayashi Ken、Arimura Hiroki
    • 雑誌名

      Proc. the 29th International Joint Conference on Artificial Intelligence and the 17th Pacific Rim International Conference on Artificial Intelligence

      巻: - ページ: 2855-2862

    • DOI

      10.24963/ijcai.2020/395

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient Approximate 3-Dimensional Point Set Matching Using Root-Mean-Square Deviation Score2019

    • 著者名/発表者名
      Yoichi Sasaki, Tetsuo Shibuya, Kimihito Ito, and Hiroki Arimura
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E102.A 号: 9 ページ: 1159-1170

    • DOI

      10.1587/transfun.E102.A.1159

    • NAID

      130007699483

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 年月日
      2019-09-01
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Discovery of Regularized Areas with Maximal Confidence from Location Data2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroya Inakoshi, Tatsuya Asai, Takuya Kida, Hiroki Arimura
    • 雑誌名

      人工知能学会論文誌

      巻: 34 号: 3 ページ: D-I56_1-10

    • DOI

      10.1527/tjsai.D-I56

    • NAID

      130007641593

    • ISSN
      1346-0714, 1346-8030
    • 年月日
      2019-05-01
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Complexity of Induced Tree Reconfiguration Problems2019

    • 著者名/発表者名
      WASA Kunihiro、YAMANAKA Katsuhisa、ARIMURA Hiroki
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E102.D 号: 3 ページ: 464-469

    • DOI

      10.1587/transinf.2018FCP0010

    • NAID

      130007605874

    • ISSN
      0916-8532, 1745-1361
    • 年月日
      2019-03-01
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fully-Online Suffix Tree and Directed Acyclic Word Graph Construction for Multiple Texts2019

    • 著者名/発表者名
      Takuya Takagi, Shunsuke Inenaga, Hiroki Arimura, Dany Breslauer, and Diptarama Hendrian
    • 雑誌名

      Algorithmica

      巻: Vol.82 号: 5 ページ: 1346-1377

    • DOI

      10.1007/s00453-019-00646-w

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Route graph: joint map-matching by maximizing posterior probability2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroya Inakoshi, Junichi Shigezumi, Tatsuya Asai, Takuya Kida, Hiroki Arimura
    • 雑誌名

      IPSJ Transactions on Mathematical Modeling and Its Applications

      巻: Vol.12, No.1 ページ: 19-19

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] mts: a light framework for parallelizing tree search codes2019

    • 著者名/発表者名
      David Avis, Charles Jordan
    • 雑誌名

      Optimization Methods and Software

      巻: online 号: 2-3 ページ: 1-22

    • DOI

      10.1080/10556788.2019.1692344

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Fast Identification of Heavy Hitters by Cached and Packed Group Testing2019

    • 著者名/発表者名
      Yusaku Kaneta, Takeaki Uno and Hiroki Arimura
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science, Springer, the 26th International Symposium on String Processing and Information Retrieval

      巻: vol.11811 ページ: 241-257

    • DOI

      10.1007/978-3-030-32686-9_17

    • ISBN
      9783030326852, 9783030326869
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Taking discrete roots in the field Zp and in the ring Zpe2019

    • 著者名/発表者名
      Thomas Zeugmann
    • 雑誌名

      Technical Report, Division of Computer Science, Hokkaido University,

      巻: TCS-TR-A-19-83 ページ: 1-38

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] "Efficient Approximate 3-Dimensional Point Set Matching Using Root-Mean-Square Deviation Score"2019

    • 著者名/発表者名
      Yoichi Sasaki, Tetsuo Shibuya, Kimihito Ito, and Hiroki Arimura
    • 雑誌名

      IEICE Trans. Inf. and Syst., Special Section on Discrete Mathematics and Its Applications

      巻: 印刷中

    • NAID

      130007699483

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] "DenseZDD: A Compact and Fast Index for Families of Sets"2018

    • 著者名/発表者名
      Shuhei Denzumi, Jun Kawahara, Koji Tsuda, Hiroki Arimura, Shin-ichi Minato, and Kunihiko Sadakane
    • 雑誌名

      Algorithms

      巻: Vol.11, No.8 号: 8 ページ: 1-23

    • DOI

      10.3390/a11080128

    • NAID

      120006659589

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] "Efficient Enumeration of Dominating Sets for Sparse Graphs"2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Kurita, Kunihiro Wasa, Hiroki Arimura, and Takeaki Uno
    • 雑誌名

      Proceedings of the 29th International Symposium on Algorithms and Computation (ISAAC 2018), Leibniz International Proceedings in Informatics (LIPIcs)

      巻: Vol.8

    • DOI

      10.4230/LIPICS.ISAAC.2018.8

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] "Efficient Enumeration of Subgraphs and Induced Subgraphs with Bounded Girth"2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Kurita, Kunihiro Wasa, Alessio Conte, Takeaki Uno, and Hiroki Arimura
    • 雑誌名

      Proceedings of the 29th International Workshop on Combinatorial Algorithms (IWOCA 2018), Leibniz International Proceedings in Informatics (LIPIcs)

      巻: Vol.10979 ページ: 201-213

    • DOI

      10.1007/978-3-319-94667-2_17

    • ISBN
      9783319946665, 9783319946672
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] On the Help of Bounded Shot Verifiers, Comparators and Standardisers for Learnability in Inductive Inference.2018

    • 著者名/発表者名
      Ziyuan Gao, Sanjay Jain, Frank Stephan, Thomas Zeugmann
    • 雑誌名

      ALT 2018

      巻: aaa ページ: 413-437

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Parallel Enumeration of Triangulations2018

    • 著者名/発表者名
      Charles Jordan, Michael Joswig, Lars Kastner
    • 雑誌名

      Electr. J. Comb.

      巻: Vol.25, No.3

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] mplrs: A scalable parallel vertex/facet enumeration code.2018

    • 著者名/発表者名
      David Avis, Charles Jordan
    • 雑誌名

      Math. Program. Comput.

      巻: Vol.10, No.2 ページ: 267-302

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] デカルト木照合の部分系列への拡張2020

    • 著者名/発表者名
      加井丈志,光吉健汰,古谷 勇
    • 学会等名
      コンピュテーション(COMP)研究会, 電子情報通信学会(発表決定)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 一貫性に基づいた特徴選択のための高速な列挙アルゴリズム2020

    • 著者名/発表者名
      王 叶, 有村 博紀
    • 学会等名
      第116回人工知能基本問題研究会(SIG-FPAI), 人工知能学会, オンライン,March 2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Variable Importance Cloudの要約方法と決定木に対する実験的評価2020

    • 著者名/発表者名
      又 康太, 金森 憲太朗, 有村 博紀
    • 学会等名
      第23回情報論的学習理論ワークショップ (IBIS 2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 決定木アンサンブルにおける出現頻度比に基づく変数重要度2020

    • 著者名/発表者名
      又 康太, 金森 憲太朗, 有村 博紀
    • 学会等名
      2020年度人工知能学会全国大会 (JSAI2020), オンライン, 2020年6月4-7日
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 混合整数線形計画法に基づく実現可能性を考慮した反事実的説明法2020

    • 著者名/発表者名
      金森 憲太朗, 高木 拓也, 小林 健, 有村 博紀
    • 学会等名
      2020年度人工知能学会全国大会 (JSAI2020), オンライン, 2020年6月4-7日
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 決定木要約の効率良い構築法 -- 説明可能な人工知能の実現に向けて --2020

    • 著者名/発表者名
      有村 博紀, 金森 憲太朗, 王 叶
    • 学会等名
      2020年度人工知能学会全国大会 (JSAI2020), オンライン, 2020年6月4-7日
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ランダム分割木に基づく勾配ブースティングの検証2019

    • 著者名/発表者名
      松田 祐汰, 瀧川 一学, 有村 博紀
    • 学会等名
      第22回情報論的学習理論ワークショップ (IBIS 2019), ウインクあいち, 名古屋市
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] A Constant Amortized Time Enumeration Algorithm for Independent Sets in Graphs with Bounded Clique Number2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Kurita, Kunihiro Wasa, Takeaki Uno, Hiroki Arimura
    • 学会等名
      3rd International Workshop on Enumeration Problems and Applications (WEPA 2019), Awaji Island, Japan
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 説明可能な機械学習に向けて:整数計画法と列挙に基づく最適決定木の厳密学習アルゴリズムの実験的比較2019

    • 著者名/発表者名
      王 叶, 有村 博紀
    • 学会等名
      第22回情報論的学習理論ワークショップ (IBIS 2019), ウインクあいち, 名古屋市
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 大きな正規表現に対する系列二分決定グラフを用いた効率よい照合手法2019

    • 著者名/発表者名
      瀧澤涼介, 喜田拓也, 有村博紀, 瀧川一学
    • 学会等名
      コンピュテーション(COMP)研究会, 電子情報通信学会, COMP2019-18, 北海道大学, 札幌市
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] "イベント系列からの有意なエピソードの効率良いマイニング"2019

    • 著者名/発表者名
      谷 陽太,平田 耕一,有村 博紀
    • 学会等名
      第11回データ工学と情報マネジメントに関するフォーラム (DEIM2019)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] "An Efficient Algorithm for Enumerating Chordal Bipartite Induced Subgraphs in Graphs"2019

    • 著者名/発表者名
      栗田 和宏(北海道大学), 和佐 州洋, 宇野 毅明,有村 博紀
    • 学会等名
      第171回アルゴリズム研究会, 情報処理学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] "整数計画法に基づく学習済み決定木の公平性を考慮した編集法"2019

    • 著者名/発表者名
      金森 憲太朗,有村 博紀
    • 学会等名
      第108回人工知能基本問題研究会(SIG-FPAI)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] "モデル選択のためのサポートベクトル列挙"2018

    • 著者名/発表者名
      金森 憲太朗, 原 聡, 石畠 正和, 有村 博紀
    • 学会等名
      第29回情報論的学習理論と機械学習(IBISML)研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] "イベント系列からの有意性を考慮した菱形エピソードマイニング"2018

    • 著者名/発表者名
      金森 憲太朗, 原 聡, 石畠 正和, 有村 博紀
    • 学会等名
      2018度人工知能学会全国大会 (JSAI2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] "グラフ断片決定木を用いたグラフ特徴抽出手法"2018

    • 著者名/発表者名
      坂上 陽規,瀧川 一学 ,有村 博紀
    • 学会等名
      2018度人工知能学会全国大会 (JSAI2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [図書] Guest Editor's Foreword. Special Issue on Learning Theory and Complexity, Theor. Comput. Sci. Vol.733, pp.1-32018

    • 著者名/発表者名
      Thomas Zeugmann
    • 総ページ数
      98
    • 出版者
      Elsevier
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] Publications: Hiroki Arimura

    • URL

      http://www-ikn.ist.hokudai.ac.jp/~arim/publication.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-07-25   更新日: 2022-01-27  

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